DE1296686B

DE1296686B - Circuit arrangement for stabilizing and regulating a current

Info

Publication number: DE1296686B
Application number: DE1960Z0008388
Authority: DE
Inventors: Bandat; Dipl-Ing Kurt
Original assignee: Zuse KG
Current assignee: Zuse KG
Priority date: 1960-11-24
Filing date: 1960-11-24
Publication date: 1969-06-04

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Stabilisierung und Regelung eines Stromes und besteht aus einem ersten und einem zweiten Transistor, deren Emitter-Kollektor-Strecken in Reihe zur Last geschaltet sind, und aus einem Spannungsteiler, dessen Abgriff an die Basis des ersten Transistors angeschlossen ist.The invention relates to a circuit arrangement for stabilization and control of a current and consists of a first and a second transistor, whose emitter-collector paths are connected in series to the load, and from one Voltage divider whose tap is connected to the base of the first transistor is.

Bei einer bekannten Schaltungsanordnung (gemäß deutscher Auslegeschrift 1077 766) der oben bezeichneten Gattung liegt der Spannungsteiler in Reihe zur Last, so daß er vom zu stabilisierenden Strom durchflossen wird. Diese bekannte Schaltungsanordnung ist lediglich zur Stromstabilisierung, aber nicht zur Regelung des stabilisierten Stromes und auch nicht zur An- und Abschaltung des stabilisierten Stromes verwendbar.In a known circuit arrangement (according to the German interpretative document 1077 766) of the type described above, the voltage divider is in series with the load, so that the current to be stabilized flows through it. This known circuit arrangement is only used to stabilize the current, but not to regulate the stabilized Current and also not usable for switching the stabilized current on and off.

Weitere bekannte Schaltungsanordnungen (gemäß USA.-Patentschrift 2 835 829 und gemäß AEG-Mitteilungen, Bd. 59, 1/2, S. 30) bestehen aus mehreren Transistoren, deren Emitter-Kollektor-Strecken in Reihe zur Last geschaltet sind. Diese weiteren bekannten Schaltungsanordnungen dienen zur An- und Abschaltung eines Stromes, aber nicht zur Stabilisierung und Regelung dieses Stromes. Die Emitter-Kollektor-Strecken dieser Transistoren sind in Reihe geschaltet, um auch verhältnismäßig hohe Spannungen schalten zu können.Further known circuit arrangements (according to USA patent 2 835 829 and according to AEG-Mitteilungen, vol. 59, 1/2, p. 30) consist of several transistors, whose emitter-collector paths are connected in series with the load. These further known circuit arrangements are used to switch a current on and off, but not to stabilize and regulate this current. The emitter-collector routes these transistors are connected in series to handle even relatively high voltages to be able to switch.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die sowohl zur Stabilisierung als auch zur Regelung des stabilisierten Stromes geeignet ist. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die es in einfacher Weise ermöglicht, einem Belastungswiderstand mit stark induktiver oder kapazitiver Impedanz einen definierten Stromimpuls zuzuführen, und gleichzeitig die Amplitude dieses Impulses in Abhängigkeit von äußeren Größen zu regeln.The present invention is based on the object of a circuit arrangement to create that both stabilize and regulate the stabilized Stromes is suitable. In particular, the invention is based on the object of a To create circuitry that makes it possible in a simple manner, a load resistor supply a defined current pulse with strongly inductive or capacitive impedance, and at the same time the amplitude of this pulse as a function of external quantities to regulate.

Erfindungsgemäß ist der zweite Transistor durch Ansteuern der Basis schaltbar. Ferner ist in der Kollektor-Emitter-Verbindungsstrecke der beiden Transistoren ein ohmscher Widerstand angeordnet. Außerdem liegt der Spannungsteiler parallel zur Stromquelle und ist aus hochohmigen Teilwiderständen gebildet, von denen sich einer in Abhängigkeit von nicht elektrischen Größen ändert.According to the invention, the second transistor is activated by driving the base switchable. Furthermore, the collector-emitter connection path of the two transistors an ohmic resistor arranged. In addition, the voltage divider is parallel to the power source and is formed from high-ohmic partial resistances, of which one changes depending on non-electrical quantities.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß unter Verwendung eines hochohmigen und verlustarmen Spannungsteilers große, durch die Last fließende Ströme stabilisiert werden können. Dieser Spannungsteiler kann im Bedarfsfall auch in großer räumlicher Entfernung von der eigentlichen Stabilisierungsschaltung angeordnet sein.The circuit arrangement according to the invention has the advantage that under Using a high-resistance and low-loss voltage divider great through which Load flowing currents can be stabilized. This voltage divider can be im If necessary, even at a great distance from the actual stabilization circuit be arranged.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment described in more detail.

F i g. 1 zeigt einen pnp-Flächentransistor in Basisschaltung; F i g. 2 zeigt eine Stabilisierungsschaltung unter Verwendung von zwei pnp,Transistoren mit einem Regelnetzwerk in der Basisansteuerung des Stabilisiertransistors.F i g. 1 shows a basic pnp junction transistor; F i G. 2 shows a stabilization circuit using two pnp transistors with a control network in the base control of the stabilizing transistor.

F i g. 1 zeigt die bekannte Verwendung eines pnp-Flächentransistors in Basisschaltung. Der Transistor besitzt eine Stromverstärkung ß in Basisschaltung von etwa 0,99 sowie eine bedeutende Spannungsverstärkung. Der Eingangswiderstand am Emitter 1 ist gering, so daß sich der Strom il durch Vorschalten eines linearisierenden Widerstandes genau definieren läßt. Der Strom il verläßt den Transistor über die Basis 3 und den Kollektor 2, wobei für ß = 0,99 der Kollektorstrom 1, = 0,99 ü und der Basisstrom 1, = 0,0111 ist. Der Kollektorstrom i2 ist also bis auf einen kleinen Rest gleich wie der Steuerstrom ü, wobei auch der Rest, der als Basisstrom abfließt, durch das physikalische Verhalten des Transistors genau definiert ist. Der Strom i., fließt durch einen beliebigen Lastwiderstand 4, solange nur der Spannungsabfall an diesem Lastwiderstand kleiner als die Speisespannung - U bleibt, der Transistor stabilisiert also den Strom im Lastwiderstand.F i g. 1 shows the known use of a pnp junction transistor in common base. The transistor has a current gain ß in the base connection of about 0.99 and a significant voltage gain. The input resistance at the emitter 1 is low, so that the current il can be precisely defined by connecting a linearizing resistor upstream. The current il leaves the transistor via the base 3 and the collector 2, where for β = 0.99 the collector current 1 = 0.99 and the base current 1 = 0.0111. The collector current i2 is therefore the same as the control current u, apart from a small remainder, with the remainder, which flows off as base current, being precisely defined by the physical behavior of the transistor. The current i. Flows through any load resistor 4 as long as the voltage drop across this load resistor remains smaller than the supply voltage - U, the transistor thus stabilizes the current in the load resistor.

F i g. 2 zeigt eine Anordnung zur Stromstabilisierung nach dem an Hand von F i g. 1 beschriebenen Prinzip. Diese Anordnung besteht aus den beiden Transistoren 5, 6 aus dem ohmschen Widerstand 7, aus der Last 13, aus einem Spannungsteiler mit den Teilwiderständen 9, 10 und aus einem Kondensator 14. An den Schaltungspunkt 8 können Potentiale angelegt werden, die zwischen den Werten -1- U und - U variieren, so daß der stabilisierte Strom i2 impulsmäßig aus- und eingeschaltet wird. Der Spannungsteiler zur Basisansteuerung des Transistors 6 besteht in seiner einfachsten Form aus einem Festwiderstand als Teilwiderstand 10 und aus einem von einer nicht elektrischen Größe, wie Temperatur, Lichtstärke oder Druck, abhängigen Teilwiderstand 9. Das Widerstandsverhältnis der Teilwiderstände 9 und 10, an denen die Potentiale -I- U und - U anliegen, bestimmt, welches Potential an Punkt 11 und damit an der Basis des Transistors 6 anliegt. Da der Basisstrom 1" etwa 1% des Kollektorstromes i2 des Transistors 6 beträgt, kann ein hochohmiger Spannungsteiler zur Basisansteuerung verwendet werden, ohne daß sich das Potential am Punkt 11 wesentlich ändern würde (bedingt durch den Basisstrom i3 ). Durch das Potential am Punkt 11 wird jedoch bestimmt, welcher - Strom ü in den Emitter des Transistors 6 fließt. Vernachlässigt man den Restwiderstand des geöffneten Transistors 5 und den Emitter-Eingangs-Widerstand des Transistors 6, eine Vernachlässigung, die praktisch zulässig ist, so liegt am Widerstand 7 die gleiche Spannung wie am Widerstand 9. Eine Potentialänderung am Punkt 11 ändert somit den im Transistor 6 fließenden Emitterstrom ü und damit auch den stabilisierten Kollektorstrom i2.F i g. FIG. 2 shows an arrangement for current stabilization according to the one shown in FIG. 1 described principle. This arrangement consists of the two transistors 5, 6 from the ohmic resistor 7, from the load 13, from a voltage divider with the partial resistors 9, 10 and from a capacitor 14. Potentials can be applied to the circuit point 8 which are between the values - 1- U and - U vary, so that the stabilized current i2 is switched off and on in a pulsed manner. The voltage divider for the base control of the transistor 6 consists in its simplest form of a fixed resistor as a partial resistance 10 and a partial resistance 9 dependent on a non-electrical variable such as temperature, light intensity or pressure -I- U and - U are present, determines which potential is present at point 11 and thus at the base of transistor 6. Since the base current 1 "is about 1% of the collector current i2 of the transistor 6, a high-resistance voltage divider can be used for the base control without the potential at point 11 changing significantly (due to the base current i3) however, it determines which current u flows into the emitter of transistor 6. If the residual resistance of the open transistor 5 and the emitter input resistance of transistor 6 are neglected, which is practically permissible, then the resistor 7 is the same Voltage as at resistor 9. A change in potential at point 11 thus changes the emitter current u flowing in transistor 6 and thus also the stabilized collector current i2.

Mittels eines hochohmigen und verlustarmen Spannungsteilers (angeschlossen an die Basis des Transistors 6) können somit große, durch die Last 13 fließende Ströme stabilisiert werden. Da auch bei der Stabilisierung von Impuls-Strom-Amplituden am Punkt 11 ein konstantes Potential vorhanden ist bzw. durch den Kondensator 14 erzwungen werden kann, dürfen die Teilwiderstände 9, 10 in großer räumlicher Entfernung vom Transistor 6 und somit von der eigentlichen Stabilisierungsschaltung angebracht sein, wie dies durch die gestrichelte Verbindung zwischen Punkt 11 und der Basis des Transistors 6 angedeutet ist.By means of a high-resistance and low-loss voltage divider (connected to the base of the transistor 6), large currents flowing through the load 13 can thus be stabilized. Since a constant potential is also present at point 11 when stabilizing pulse-current amplitudes or can be enforced by capacitor 14, partial resistors 9, 10 may be attached at a great distance from transistor 6 and thus from the actual stabilization circuit as indicated by the dashed connection between point 11 and the base of transistor 6.

Schaltungsanordnungen mit äquivalenten Eigenschaften können anstatt mit zwei pnp-Transistoren auch mit zwei npn-Transistoren aufgebaut werden. Außerdem können an Stelle der Teilwiderstände 9, 10 komplexe Schaltkreise verwendet werden.Circuit arrangements with equivalent properties can also be constructed with two npn transistors instead of two pnp transistors. In addition, complex circuits can be used instead of the partial resistors 9, 10.

Claims

Claims: 1. Circuit arrangement for stabilizing and regulating a current with a first and a second transistor, the emitter-collector paths of which are connected in series to the load, and with a voltage divider, the tap of which is connected to the base of the first transistor, characterized that the second transistor (5) can be switched by controlling the base, that an ohmic resistor (7) is arranged in the collector-emitter connection path of the two transistors (5, 6) and that the voltage divider (9, 10, 11) parallel to the current source (-U, -h U) and is formed from high-resistance partial resistors (9, 10) , one of which changes depending on non-electrical variables.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a partial resistor (10) of the voltage divider is designed as a fixed resistor and that a capacitor (14) is parallel to this fixed resistor.